CN113039703A - 电机的转子 - Google Patents

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Abstract

已经公开了一种电机的转子（5），其具有能够围绕转子轴线（2）旋转的转子体（3），并且所述转子分别具有多个冷却通道（5），所述冷却通道在其端部处分别具有冷却通道开口（8.1、8.2），其中，所述冷却通道（5）中的一个冷却通道的一个冷却通道开口（8.1）布置得比同一冷却通道（5）的另一个冷却通道开口（8.2）在径向上更靠外侧。用于产生通过所述冷却通道（5）的空气流动的驱动力通过在转子的空心轴的通道与该转子的冷却通道开口中的一个冷却通道开口之间的径向的错位产生。在根据本发明的转子（1）中，用于产生空气流动的驱动力仅在所述转子（1）的相应的冷却通道（5）中产生。根据本发明提出，所述第一覆盖元件（10）以关于所述转子轴线（2）径向外侧的边缘区段覆盖相应的冷却通道开口（8.1）的径向最内侧的部分横截面并且分别使得作为冷却通道出口（8.1）的同一冷却通道开口（8.1）的径向最外侧的部分横截面未被遮盖，同一冷却通道（5）的另一个冷却通道开口（8.2）分别是冷却通道入口，并且在所述冷却通道入口（8.2）的上游分别设置有关于所述转子轴线（2）轴向的流入部，并且所述冷却通道出口（8.1）的几何重心分别相对于同一冷却通道（5）的冷却通道入口（8.2）的几何重心在关于所述转子轴线（2）的径向上错位。

Description

电机的转子
技术领域
本发明从一种根据主权利要求类属所述的电机的转子出发。
背景技术
由US 5,889,342 B已经公开了一种电机的转子，其具有能够围绕转子轴线旋转的转子体，该转子体由构造为转子叠片铁芯的至少一个转子子体组成，并且该转子体分别具有多个冷却通道，所述冷却通道在其端部处分别具有冷却通道开口，其中，冷却通道中的一个冷却通道的一个冷却通道开口这样布置得比同一冷却通道的另一个冷却通道开口在径向上更靠外侧，使得在转子转动时由于离心力在冷却通道中出现流动、尤其是空气流动。在转子体的两个端侧中的至少一个端侧处设置有覆盖元件，该覆盖元件覆盖冷却通道中的一个冷却通道的冷却通道开口中的一个冷却通道开口的径向最内侧的部分横截面。用于产生空气流动的驱动力通过在转子的空心轴的通道与该转子的冷却通道开口中的一个冷却通道开口之间的径向的错位产生。
发明内容
相比之下，电机的根据本发明的具有主权利要求的特征部分的特征的转子具有以下优点：不需要空心轴来产生转子中的空气流动。用于产生空气流动的驱动力仅在转子的至少一个转子子体的相应的基本上在轴向上伸展的冷却通道中产生。这根据本发明实现，其方式是，第一覆盖元件以关于转子轴线径向外侧的边缘区段覆盖相应的冷却通道开口的径向最内侧的部分横截面并且分别使得作为冷却通道出口的同一冷却通道开口的径向最外侧的部分横截面未被遮盖。另外，根据本发明，同一冷却通道的另一个冷却通道开口分别是冷却通道入口，并且在冷却通道入口的上游分别设置有关于转子轴线轴向的流入部。此外，根据本发明，冷却通道中的一个冷却通道的冷却通道出口的几何重心分别相对于同一冷却通道的冷却通道入口的几何重心在关于转子轴线的径向上错位。
通过在从属权利要求中列举的措施能够实现在独立权利要求中说明的转子的有利的扩展方案和改进。
特别有利地，在转子体的另一个端侧处布置有第二覆盖元件，冷却通道入口中的一个冷却通道入口分别被两个覆盖元件中的一个覆盖元件在径向最外侧的部分横截面处和同一冷却通道的配属的冷却通道出口分别被另一个覆盖元件在径向最内侧的部分横截面处这样覆盖，使得在冷却通道中的一个冷却通道的两个冷却通道开口的未被遮盖的或者说敞开的横截面之间分别产生径向的错位。通过这种方式，在转子转动时产生转子体中的空气流动。
非常有利地，冷却通道中的一个冷却通道的两个冷却通道开口的径向的错位仅通过两个覆盖元件产生。通过这种方式，转子体的构造保持不变，例如在轴向的结构长度方面保持不变，空气流动通过覆盖元件的几何形状或者说设计来调节。
也有利的是，第一组冷却通道中的每个冷却通道的冷却通道入口和冷却通道出口分别相对于第二组冷却通道的相应的冷却通道入口和冷却通道出口这样端侧互换，使得第一组的冷却通道和第二组的冷却通道在转子转动时在相反的方向上被穿流。换言之，即第一组冷却通道的冷却通道入口位于转子的一个端侧上，第二组的冷却通道的冷却通道入口位于转子的另一个端侧上。这同样分别适用于第一组和第二组冷却通道的冷却通道出口。通过这种方式，通过转子体的空气流动在端侧与转子邻接的空腔之间不产生压力差。
根据有利的实施方案，能够沿着转子的外周设置有第一组冷却通道中的至少一个冷却通道和第二组冷却通道中的至少一个冷却通道的一个或者多个序列。
除此之外有利的是，布置在转子的两个端侧中的一个端侧上的冷却通道开口分别——尤其是在周向上交替地——要么在径向最外侧的部分横截面处、要么在径向最内侧的部分横截面处被覆盖，并且两个覆盖元件在周向上彼此错位，尤其是错位一对应于两个相邻的冷却通道之间的角度间距的角度。通过这种方式，在转子中形成两组冷却通道，所述两组冷却通道在转子转动时在相反的方向上被穿流。
根据一个有利的实施例，两个覆盖元件分别具有具有不同的径向延伸部的区域。两个覆盖元件的第一区域分别覆盖冷却通道出口的径向最内侧的部分横截面。相反，两个覆盖元件的第二区域分别覆盖冷却通道入口的径向最外侧的部分横截面，并且具有在径向上在被覆盖的最外侧的部分横截面内汇入到相应的冷却通道中的贯通开口。另外，两个覆盖元件的第一区域的径向延伸部分别比第二区域的径向延伸部小。例如，第一区域15分别形成凹处，第二区域16分别形成隆起。
此外有利的是，覆盖元件是至少一个转子子体的盘，尤其是平衡盘或者磁钢叠片铁芯。通过这种方式，空气流动产生的功能集成到转子的已有的元件中，从而能够减小转子的轴向的结构长度。
附图说明
本发明的实施例在附图中简化示出并且在下面的说明书中更详细地阐述。
图1示出电机的根据本发明的转子沿着图2中的线I-I的剖视图，
图2示出根据图1的根据本发明的转子的侧视图，
图3示出根据图1的根据本发明的转子的、不具有根据本发明的覆盖元件的侧视图，
图4示出电机的根据本发明的转子的三维视图，以及
图5示出具有根据图1至图4的根据本发明的转子的电机。
具体实施方式
图1示出电机的根据本发明的转子沿着图2中的线I-I的剖视图。
电机的转子1具有能够围绕转子轴线2旋转的转子体3，该转子体包括至少一个转子子体4、例如转子叠片铁芯4，并且分别具有多个在转子1的外周上分布的冷却通道5。冷却通道5在此应理解为转子体3的能够被空气穿流的通道。冷却通道5分别从具有基本上轴向的纵向延伸部的转子1的一端侧连贯地伸展直至转子1的另一端侧。根据该实施例，转子1具有多个转子子体4，所述转子子体以已知的方式在关于转子轴线2的周向上相对于彼此扭转并且具有用于形成冷却通道5的对应的冷却通道区段5.1。冷却通道5在其端部处分别具有冷却通道开口8，其中，冷却通道5中的一个冷却通道的一个冷却通道开口8.1分别这样布置得比同一冷却通道5的另一个冷却通道开口8.2在径向上更靠外侧，使得在转子1转动时由于离心力在冷却通道5中出现流动、尤其是空气流动。转子1除了具有转子体3之外还具有能够旋转的转子轴6，该转子轴与转子体3抗扭地连接。
在转子体3的两个端侧中的一个端侧处设置有第一覆盖元件10，该第一覆盖元件覆盖冷却通道5中的至少一个冷却通道的冷却通道开口8中的至少一个冷却通道开口的关于转子轴线2径向最内侧的部分横截面。
根据本发明提出，第一覆盖元件10以关于转子轴线2径向外侧的边缘区段11覆盖相应的冷却通道开口8的径向最内侧的部分横截面并且使得作为冷却通道出口8.1的同一冷却通道开口8的径向最外侧的部分横截面未被遮盖。同一冷却通道5的另一个冷却通道开口8.2分别是冷却通道入口8.2。在冷却通道入口8.2的上游分别设置有关于转子轴线2轴向的流入部。根据本发明，冷却通道出口8.1的几何重心S1分别相对于同一冷却通道5的冷却通道入口8.2的几何重心S2在关于转子轴线2的径向上错位。这能够例如适用于转子1的所有冷却通道5。
在转子体3的另一个端侧处布置有第二覆盖元件12，该第二覆盖元件例如与第一覆盖元件10构造得相同。两个覆盖元件10、12在转子体3的两个端侧中的一个端侧处齐平地贴靠在轴向外侧的转子子体4中的一个转子子体处，并且能够由金属或者塑料制成。两个覆盖元件10、12能够实施为转子子体4的盘，例如平衡盘或者磁钢叠片铁芯。
转子1的冷却通道5的相应的冷却通道入口8.2、例如每个冷却通道入口8.2分别被两个覆盖元件10、12中的一个覆盖元件在径向最内侧的部分横截面处和同一冷却通道5的配属的冷却通道出口8.1被相应的另一个覆盖元件10、12在径向最外侧的部分横截面处这样覆盖，使得在冷却通道5中的一个冷却通道的两个冷却通道开口8.1、8.2的未被遮盖的或者说敞开的横截面之间分别产生关于转子轴线2径向的错位V。冷却通道5中的一个冷却通道的两个冷却通道开口8的径向的错位V在此仅通过两个覆盖元件10、12产生。
第一组冷却通道5中的每个冷却通道5的冷却通道入口8.2和冷却通道出口8.1分别相对于第二组冷却通道5的相应的冷却通道入口8.2和冷却通道出口8.1这样端侧互换，使得第一组的冷却通道5和第二组的冷却通道5在转子1转动时在相反的方向上被穿流。
第一组冷却通道5中的冷却通道5和第二组冷却通道5中的冷却通道5能够在转子1的外周上任意地分布。例如，沿着转子1的外周设置有第一组冷却通道5中的至少一个冷却通道5和第二组冷却通道5中的至少一个冷却通道5的一个或者多个序列。根据该实施例，第一组的冷却通道5和第二组的冷却通道5的序列分别多次地在周向上彼此相继地布置。替代地，也能够彼此相邻地布置有第一组的多个冷却通道或者第二组的多个冷却通道，从而使得形成第一组的多个冷却通道5和第二组的多个冷却通道5的序列。另外，在转子1的外周上来看，能够仅设置有第一组的冷却通道5和第二组的冷却通道5的一个序列。
两个覆盖元件10、12在周向上彼此错位，以便分别实现冷却通道5中的一个冷却通道的两个冷却通道开口8的根据本发明的径向的错位，例如错位一对应于两个相邻的冷却通道5之间的角度间距的角度。
图2示出根据图1的根据本发明的转子的侧视图。
此外，在转子体3中每个转子极布置有至少一个永磁体13，该永磁体的在转子体3中的容纳部在端侧例如被覆盖部14掩盖。
布置在转子1的两个端侧中的一个端侧上的冷却通道开口8分别——例如在周向上交替地——要么在径向最外侧的部分横截面处、要么在径向最内侧的部分横截面处被覆盖。
两个覆盖元件10、12分别具有具有不同的径向延伸部的区域。两个覆盖元件10、12的第一区域15分别以径向外侧的边缘区段11覆盖冷却通道出口8.1的径向最内侧的部分横截面。两个覆盖元件10、12的第二区域16分别以径向外侧的边缘区段11覆盖冷却通道入口8.2的径向最外侧的部分横截面，并且具有在径向上在被覆盖的最外侧的部分横截面内汇入到相应的冷却通道5中的贯通开口17。另外，两个覆盖元件10、12的第一区域15的径向延伸部分别比第二区域16的径向延伸部小。根据该实施例，第一区域15和第二区域16的序列在周向上多次地彼此相继地布置。因此，在两个第二区域16之间分别布置有一个第一区域15。在此，第一区域15例如分别形成凹处，第二区域16例如分别形成隆起。
覆盖元件10、12中的贯通开口17的数量对应于在转子体3的两个端侧中的一个端侧上的冷却通道开口8的数量的一半。
图3示出根据图1的根据本发明的转子的、不具有根据本发明的覆盖元件的侧视图。冷却通道5的横截面是任意的，根据该实施例构造为菱形。
图4示出电机的根据本发明的转子的三维视图。
图5示出具有根据图1至图4的根据本发明的转子的电机。转子1被定子20包围。定子20布置在机器壳体21中。
转子1的相应的冷却通道5的两个冷却通道开口8在关于转子轴线2的轴向上通到电机的在端侧与转子1邻接的、例如充满空气的壳体内部空间22中。壳体内部空间22包括在径向上在定子20的绕组头23内形成的容积。

Claims (10)

1.电机的转子，其具有能够围绕转子轴线（2）旋转的转子体（3），所述转子体包括至少一个转子子体（4）、尤其是转子叠片铁芯并且分别具有一个或者多个冷却通道（5），所述冷却通道在其端部处分别具有冷却通道开口（8.1、8.2），其中，所述冷却通道（5）中的一个冷却通道的一个冷却通道开口（8.1）分别这样布置得比同一冷却通道（5）的另一个冷却通道开口（8.2）在径向上更靠外侧，使得在所述转子（1）转动时由于离心力在所述冷却通道（5）中出现流动、尤其是空气流动，其中，在所述转子体（3）的两个端侧中的一个端侧处设置有第一覆盖元件（10），所述第一覆盖元件覆盖所述冷却通道（5）中的至少一个冷却通道的冷却通道开口（8.1）中的至少一个冷却通道开口的径向最内侧的部分横截面，
其特征在于，
- 所述第一覆盖元件（10）以关于所述转子轴线（2）径向外侧的边缘区段（11）覆盖相应的冷却通道开口（8.1）的径向最内侧的部分横截面并且分别使得作为冷却通道出口（8.1）的同一冷却通道开口（8.1）的径向最外侧的部分横截面未被遮盖，
- 同一冷却通道（5）的另一个冷却通道开口（8.2）分别是冷却通道入口，并且在所述冷却通道入口（8.2）的上游分别设置有关于所述转子轴线（2）轴向的流入部，并且
- 所述冷却通道出口（8.1）的几何重心（S1）分别相对于同一冷却通道（5）的冷却通道入口（8.2）的几何重心（S2）在关于所述转子轴线（2）的径向上错位。
2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，在所述转子体（3）的另一个端侧处布置有第二覆盖元件（12），所述冷却通道入口（8.2）中的一个冷却通道入口分别被所述两个覆盖元件（10、12）中的一个覆盖元件在径向最外侧的部分横截面处和同一冷却通道（5）的配属的冷却通道出口（8.1）分别被另一个覆盖元件（10、12）在径向最内侧的部分横截面处这样覆盖，使得在所述冷却通道（5）中的一个冷却通道的两个冷却通道开口（8.1、8.2）的未被遮盖的或者说敞开的横截面之间分别产生径向的错位（V）。
3.根据权利要求2所述的转子，其特征在于，所述冷却通道（5）中的一个冷却通道的两个冷却通道开口（8.1、8.2）的径向的错位（V）仅通过所述两个覆盖元件（10、12）产生。
4.根据上述权利要求中任一项所述的转子，其特征在于，第一组冷却通道（5）中的每个冷却通道（5）的冷却通道入口（8.2）和冷却通道出口（8.1）分别相对于第二组冷却通道（5）的相应的冷却通道入口（8.2）和冷却通道出口（8.1）这样端侧互换，使得所述第一组的冷却通道（5）和所述第二组的冷却通道（5）在所述转子（1）转动时在相反的方向上被穿流。
5.根据权利要求4所述的转子，其特征在于，沿着所述转子（1）的外周设置有第一组冷却通道（5）中的至少一个冷却通道（5）和第二组冷却通道（5）中的至少一个冷却通道（5）的一个或者多个序列。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的转子，其特征在于，布置在所述转子（1）的两个端侧中的一个端侧上的冷却通道开口（8.1、8.2）分别——尤其是在周向上交替地——要么在径向最外侧的部分横截面处、要么在径向最内侧的部分横截面处被覆盖，并且所述两个覆盖元件（10、12）在周向上彼此错位，尤其是错位一对应于两个相邻的冷却通道（5）之间的角度间距的角度。
7.根据权利要求6所述的转子，其特征在于，所述两个覆盖元件（10、12）分别具有具有不同的径向延伸部的区域（15、16），其中，所述两个覆盖元件（10、12）的第一区域（15）分别覆盖所述冷却通道出口（8.1）的径向最内侧的部分横截面，其中，所述两个覆盖元件（10、12）的第二区域（16）分别覆盖所述冷却通道入口（8.2）的径向最外侧的部分横截面，并且具有在径向上在被覆盖的最外侧的部分横截面内汇入到相应的冷却通道（5）中的贯通开口（17），并且其中，所述两个覆盖元件（10、12）的第一区域（15）的径向延伸部分别比所述第二区域（16）的径向延伸部小。
8.根据上述权利要求中任一项所述的转子，其特征在于，所述第一和/或第二覆盖元件（10、12）是所述至少一个转子子体（4）的盘，尤其是平衡盘或者磁钢叠片铁芯。
9.根据上述权利要求中任一项所述的转子，其特征在于，所述转子体（3）的冷却通道（5）和/或所述转子体（3）的每个转子子体（4）的冷却通道区段（5.1）在关于所述转子轴线（2）的轴向上伸展。
10.具有定子（20）和根据上述权利要求中任一项所述的转子（1）的电机，其中，所述转子（1）的相应的冷却通道（5）的两个冷却通道开口（8.1、8.2）在轴向上通到所述电机的在端侧与所述转子（1）邻接的、尤其是充满空气的壳体内部空间（22）中。
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